一、问题的提出
1．高校“课堂革命”呼唤教学模式创新。
课堂教学是指在课堂教学环境支持下，教师和学生作为教学主体实施教学活动，实现既定教学目标的过程。课堂是高校教学的主阵地，课堂教学在高校人才培养过程中起着至关重要的作用。
当前高校大部分课堂依然延续工业时代的教学范式，以教材为主要载体，以传授知识为主要目的，以教师讲授为主要形式。学生课堂学习主动性和参与度不高，不利于综合能力的培养，课堂教学对大学生普遍缺乏吸引力，课堂教学改革势在必行。
2017年9月，教育部陈宝生部长在《人民日报》撰文，要求“深化人才培养模式改革，掀起‘课堂革命’，努力培养学生的创新精神和实践能力”，吹响了“课堂革命”的号角。课堂教学改革的一个重要方向是从知识本位回归到能力本位，即教学不能仅停留在知识传播层面，更要注重知识的建构与内化。这就要求高校改革以知识传播为主的课堂教学模式，创建有利于当今大学生知识建构和能力形成的新型教学模式。翻转课堂(Flipped Classroom)为高校“课堂革命”提供了较好的解决方案。
2．移动互联网对高校课堂教学的挑战。
随着移动互联网的发展和移动终端的迅速普及，智能手机已经成为学生身上黏性最高的物品。
高校社交媒体成瘾现象日益凸显，单是微信应用这一项，近八成大学生每天使用微信超过1小时，超过1/3的大学生每天使用微信时间多于3小时。智能手机不仅占据了大学生大量课外时间，还渗透到高校课堂，不少大学生成为课堂的“低头族”和“手机控”。智能手机在高校课堂“大行其道”是不争的事实，本该为高校师生教学和生活带来便利的移动工具，却因其不当使用而成为高校教学的“对立面”，占用着大学生宝贵的时间和精力，影响课堂教学质量和师生关系。
新媒体联盟的《地平线报告》(高等教育版)2015年就提出，大学应运用移动技术满足学生需求，提供量身定制的教育内容和工具；2017年的报告中再次强调，移动学习是未来一年采纳的新兴技术，高校应充分利用日益普遍的移动设备来增强教学和学习。智能手机作为移动互联时代的主流通讯工具，虽然给高校教学和管理带来挑战，但也给课堂教学改革提供了前所未有的机遇和手段，促进了翻转课堂教学模式的应用和发展。
如何重构教学流程和教学模式，让智能手机变成课内和课外的学习利器，是移动互联时代高校提升教学质量迫切需要解决的问题之一。
二、移动互联环境下高校课堂教学翻转式重构及其优势
翻转课堂2011年被加拿大《环球邮报》评为“影响课堂教学的重大技术变革”。新加坡南洋理工大学于2015年开始投资7500万美元实施翻转课堂计划，建设近300间智慧教室，到2020年将有一半的课程(约1500门)实现翻转课堂教学。近两年，国内自主研发的移动应用愈发成熟，为翻转课堂的实施提供低成本解决方案。移动学习和翻转课堂的结合越来越紧密，低成本的投入使翻转课堂应用越来越广泛，成为高校课堂教学改革的热点和主流方向。
传统课堂教学顺序是：教师利用课堂教学的时间讲授新知识，学生利用课后时间通过作业消化和巩固所学知识。翻转课堂不同于传统课堂，它以学生为中心，从教学顺序开始翻转，采用课前传授知识、课中深化知识和课后巩固知识的三步曲教学。
1．移动互联环境下高校翻转课堂教学的实施流程。
移动互联技术贯穿翻转课堂的课前、课中和课后，承载着教学内容，建构着教学环境，担当着认知工具，移动互联环境下的翻转课堂教学流程如图1所示，主要包括三个环节。
图1 移动互联环境下高校翻转课堂教学流程
(1)课前移动学习，掌握基础知识。
课前，老师以任务驱动和问题导学为指导，把重点、难点等部分知识的讲授以微视频等网络学习资源和课前小测等线上活动的形式放在课堂外，制订课前学习任务单，供学生在课前利用智能手机自定步调学习，理解新知识。教师根据学生的问卷反馈、视频观看率和任务完成度等统计数据收集学情，确定教学策略。
(2)课中互动探究，内化知识，提升能力。
课中，师生通过多种交互活动内化知识。教师走下讲台，走到学生当中，指导带着疑问走进教室的学生，借助手机互动工具，组织和参与基于互动的释疑、讨论、探究、协作、展示、对答和问题解决等活动，激发学生主动学习和创造性学习的积极性，深化学习，促进学生的知识建构和综合能力培养。例如，学生回答开放性问题的关键字被自动提取形成文字云图，实时展示在投影幕上，用集体智慧梳理出问题解决的概要，实现大课堂中的协作学习；学生回答问题的准确率和反应时间等信息即时反馈到教师手机上，帮助教师及时掌握教学动态信息，调整教学策略。
(3)课后反思总结，巩固学习成果。
课后，教师分析互动统计等数据，帮助学生反思和总结，制作和发布移动学习资源延伸课堂，进一步巩固学习。
2．移动互联环境下高校翻转课堂教学的优势。
(1)激发学生的学习积极性。
当代大学生不仅是互联网的“原住民”，还是移动互联网的“原住民”，对使用便利的智能手机的黏度极大。智能手机很大程度上影响着大学生的学习，其学习的知识来源、途径、态度、风格、习惯和方式都烙上了鲜明的移动互联网“烙印”，如多任务学习、碎片化学习、泛在学习等。以疏替堵，把深受大学生喜爱的智能手机作为教学系统的新构成要素，突破传统课室的环境限制，扩大师生交互的时空，调动学生的学习主动性，促使学生把智能手机用于课内外学习。
(2)提升课堂教学交互的参与度。
美国缅因州国家训练实验室的学习吸收率金字塔(图2)揭示，传统的课堂讲授法存在着一定的天花板效应。如果学生在课堂中只是听老师讲课，两周后，其所学知识的保持率仅有5%；但如果在课堂中让学生参与研讨、辩论、实践，甚至利用所学知识来教他人，变被动学习为主动学习，则其知识保持率将达50%以上，大大提升学习效果的天花板。
图2 学习吸收率金字塔
中国学生从小形成的被动接受式学习方式延续到大学课堂，相当部分大学生不太愿意主动投入课堂互动，课堂参与度低。加之高校的课堂教学形式普遍以教师讲授为主，学生参与越深入的教学形式越少见，不利于学生对知识的掌握，更不利于学生思维能力和学习能力的培养。本研究以智能手机及雨课堂、UMU等开放共享人移动应用为主的移动互联技术，为课堂教学提供了多元化互动形式，如弹幕、签到、学习红包、问卷调查、投票、随机点名提问、小组讨论、学习结果实时展示和同伴互评等，拓展了教学活动的形式，更好地支持个体和群体参与问答、讨论、问题解决和创作等活动，为主动的参与式学习搭建桥梁，有效突破单一的讲授式课堂教学方式，激发学生的多感官参与和深层次思考。
(3)有利于实现个性化学习。
针对传统课堂忽视学生差异与教学缺乏针对性的问题，翻转课堂教学模式提供了行之有效的解决办法。翻转课堂教学把重难点和具有不同难度、不同层次的教学内容的学习放在课前，让学生个性化地自定步调学习，解决大规模班级教学中能力强的学生“吃不饱”和能力欠佳的学生“吃不下”的问题；留出来的课堂时间，用于开展课堂互动、个别指导、作业完成、问题解决和实践能力培养等活动，帮助学生实现知识的内化和问题解决。
三、移动互联环境下高校翻转课堂教学模式建构
移动互联技术的介入，必然会影响高校课堂教学的结构，需要重构教学模式，形成新的教学生态系统。
1．基于R-A-E分析框架的高校翻转课堂教学结构模型。
R-A-E教学系统分析框架认为，任何一个教学系统均由角色(Role)、活动(Activity)和环境(Envirnoment)三要素构成，活动是核心。在此分析框架指导下，构建移动环境支持的高校课堂教学结构模型(图3)。该模型主要包含教学中的角色、教学环境和教学活动三大基本要素。
图3 移动互联环境下翻转课堂教学结构模型
(1)教学中的角色。
教师和学生是高校教学结构模型中最重要的角色，随着多校区办学、国际合作办学、跨校选课、产学研融合、完全学分制等教学机制的实行，研究生助教、远程学生和老师、业界精英、专家等也将逐步成为课堂教学的新角色；虚拟现实(AR)和人工智能(AI)的逐步应用，产生虚拟学习伙伴、智能助理和智能导师等虚拟角色。教学中的角色越来越丰富，角色之间的行为关系也将日益复杂。
需要移动互联环境把虚拟与真实的角色、线下与线上的角色、处于不同地域空间的角色聚合到同一学习环境中。
(2)教学环境。
建构主义学习理论认为，学习是一个在学生原有知识和经验框架上，通过个体与环境的互动主动建构意义的过程。学习内容的移动学习资源和认知互动工具的移动学习平台是智能手机支持移动互联学习环境的基本组成，能更好地承载不同角色的教学行为，形成良好互动的学习共同体。
移动学习平台。2014年以来，笔者采用SWOT分析法比较多种主流移动学习技术方案的优点、缺点、机会和威胁，经过两年多实践，放弃了对移动学习和课堂互动教学支持度较弱、且需要较多时间进行软文制作和运营的课程微信公众号，确定了雨课堂和UMU两个共享软件互相配合的技术方案，在近十门课程中推广应用，教学效果良好。
移动学习资源。麻省理工学院的研究人员对全球著名的MOOC平台edX上的690万条视频观看记录统计分析的结果显示，无论视频多长，用户实际观看时长的中位数都不超过6分钟；且在9分钟后，随着视频变长，实际观看者的中位数下降。因此，本研究把课程学习目标细化到可执行、可评价的教学任务和问题，以任务、问题或项目为驱动，解构原有章节式教材，碎片化后重构课程内容，利用雨课堂和UMU快速制作和发布轻量级、10分钟以内的微视频，运用最恰当的教学方法和策略讲清讲透一个知识点或问题。或引入国内外MOOC等开放教育资源，让学生在课前利用碎片化时间，按自己的学习节奏去掌握一个有价值的知识点或解决相关问题。
(3)以参与式互动为核心的教学活动。
学习者需要通过有意义的社会协商来发展学习能力，以自我发现、探究、协作的形式进行学习比被告诉如何做更有效。智能手机和移动应用提供的多元化课堂互动，扩大了互动的范围和深度，即使在大班授课中，也能使每个学生都参与课堂教学互动。课前预置的课堂互动教学流程，能够降低教师课堂互动组织的难度，提高互动的效率，使教学活动运行快速顺畅。
常见的互动策略包括：匿名答案展示形式消除学生参与互动的心理障碍，提升学生课堂参与度；弹幕等受学生喜爱的互动方式提高学生的兴奋度；根据问题回答准确率和速度自动发放“学习红包”等课堂激励机制能使学生保持适度紧张；系统随机提问等互动机制能让学生对学习进程保持高度关注。智能手机的正确应用，有效重构了课堂教学结构，实现突破班级规模限制的互动和协作，打破“教师讲，学生听，PPT满堂灌”的单一课堂教学形式，使学生的学习变被动为主动，提升教学质量。
2．移动环境下的高校翻转课堂教学模式。
在以上翻转课堂教学结构模型指导下，本研究把课前、课中和课后三个环节的翻转课堂教学流程融入高校课堂教学系统，搭建移动学习环境(平台)，开发或引进国内外MOOC等移动学习资源，设计不同角色的教学交互活动，建构移动互联环境下的高校翻转课堂教学模式(图4)。
图4 移动环境下的高校翻转课堂教学模式
即时的和量化的互动数据，贯穿于课前、课中和课后，反映了学生的认知情况，使教学活动的过程和结果可视化，帮助教师在各阶段做出正确且快速的教学决策，更好满足学生的个性化需求和促成其个性化学习，提高学生的学习兴趣和自主学习能力。
四、移动互联环境下高校翻转课堂教学准实验研究
本研究将移动互联环境下高校翻转课堂教学模式应用于“数字化学习”通识课教学，开展了两年的实证研究，运用准实验研究验证该教学模式的有效性。
1．准实验研究的设计与实施。
研究采用单组相同时间间隔前后测准实验设计。实验对象为2016及2017全学年四个学期共四个班级的所有学生，同一位教师授课，实验内容共30学时，占总学时的83%，学生课内外均具备移动学习的基本条件。
2．教学效果分析。
(1)学生课堂参与度较高。
2016年起，研究者在每个学期随机抽取两门与本课程相同时间段的课程作为对照课程，每学期各抽取2周的课堂实录，由相同观察者采用课堂观察类目表实施72学时的课堂观察，并进行数据对比校验。课堂观察结果显示：实验课程的教学中，学生没出现打瞌睡的情况，注意力集中度、课堂参与度和师生交互活跃度等指标远高于其他两门对照课程。
(2)学生学习态度倾向积极。
学生访谈、问卷调查和学生评教评语显示学生对移动互联环境下的翻转课堂教学持肯定和欢迎态度。学生普遍表示：课程学习信息即时更新在手机上，抵达率高，实时性强，反馈及时；课前可以根据自己的情况学习知识；课中的手机互动工具促使积极思考和深度学习，课堂参与度大大提高，无暇顾及社交媒体，课堂专注程度提高；把最需要教师指导和同伴协作的作业、任务和问题解决等放在课中，对知识的融会贯通和释疑帮助非常大。超过三分之二的学生认为在翻转课堂上有了更多交流、表达、合作的时间和机会，愿意大胆说出自己的看法，思维能力、表达能力、合作能力和动手实践能力等都获得较好的发展。
(3)本科课堂教学质量评价优秀。
学生评教分数均在4．79以上(总分为5分)，均位列学校通识课程前10%或前11%～30%，课程教学质量评价优秀。
(4)有效提高了学生的自主学习和问题解决能力。
研究采用自制并经过信度和效度校验的自主学习量表和问题解决能力量表，在每学期的第一周和最后一周对学生实施前测和后测，利用SPSS11.5进行数据统计和独立样本t检验。结果如表1所示，Sig.（双侧)＝0.000＜0.01，即前后测成绩存在显著差异，且后测成绩较前测成绩有大幅度提高，表明该模式能有效提高学生自主学习能力和问题解决能力。
表1 学生自主学习和问题解决能力成绩t检验结果
五、结语
两年多的准实验研究结果表明，移动互联环境下的高校翻转课堂教学模式以课堂教学为支点，以学生为中心，开展多元化的课堂互动和线上线下的混合学习，能突破固定桌椅的课室环境和课堂规模的局限，提升课堂互动的参与度、效率、流畅度和可控度，激发学生学习的主动性和参与性，为个性化学习和自我表达提供了宽松的环境，有利于形成有效互动的、良好的课堂气氛和师生关系。
移动互联环境下的高校翻转课堂充分融合移动学习与翻转课堂的优势，重构高校课堂教学结构和流程，以数据支持教学决策，既解决了大学生在课堂上活跃度不高和无法满足个性化学习需求等问题，又能引导学生在课内和课外正确使用智能手机，使手机成为智慧教学的有效工具，将课程学习跃升至深度互动、探究与实践的高度，提升“互联网＋”时代高校的人才培养质量。
（来源：2018年第4期《高等工程教育研究》）
